一种防止气泡、冰水物影响汽车尿素箱尿素品质检测的检测装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及汽车尾气处理技术领域，具体涉及一种防止气泡、冰水物影响汽车尿素箱尿素品质检测的检测装置。


背景技术：

[0002]
关于车辆排放的法规中对氮氧化物nox向大气的排放越来越严格。目前有两种方法解决该问题，一种通过egr机内净化，另一种通过机外净化处理no
x
的排放；尿素水溶液在该排放气流中溶液发生水解，继而将氮氧化物no
x
转化为氮气n2和水h2o。scr系统催化转化装置已普遍应用到国四、国五车辆上，而scr系统需要配置一个尿素水容液的存储装置，通常称为尿素箱。
[0003]
尿素箱上装有用于监测尿素箱内尿素水溶液浓度的尿素品质传感器，但是尿素箱安装到车辆上以后，随着发动机的发动和车辆的行驶，尿素箱不可避免的会发生振动，而振动则会使尿素水溶液中产生气泡，由于声波在气体和液体中的传播速率不同，所以位于超声波发射器与反射面之间的气泡会干扰尿素品质传感器对尿素水溶液浓度的检测，令尿素品质传感器经常出现报错的情况，导致scr系统故障，进而出现发动机排放报警和扭矩限制的问题。汽车在寒冷的地区，尿素箱里的尿素水溶液会出现完全冻成冰块的情况，尿素箱在解冻化冰的过程会出现冰水混合物的情况，而超声波在液体和固体中传播速度不同，位于超声波发射器与反射面之间的冰水混合物会干扰尿素品质传感器对尿素水溶液浓度的检测，令尿素品质传感器经常出现报错的情况，导致scr系统故障，进而出现发动机排放报警和扭矩限制的问题。


技术实现要素：

[0004]
为解决现有技术问题，本实用新型通过将尿素品质传感器本体内部抽成真空，使与尿素品质传感器内部相连通的尿素箱中的尿素水溶液通过滤网箱过滤掉冰块和冰渣后被吸入到尿素品质传感器本体内，同时通过抽吸泵将尿素品质传感器本体内的气泡全部抽吸出去，使尿素品质传感器本体内部的尿素水溶液无气泡，再通过超声波测量装置测量尿素浓度，避免气泡和冰水混合物对尿素浓度检测产生干扰。
[0005]
为解决现有技术问题，本实用新型具体采用以下技术方案：
[0006]
一种防止气泡、冰水物影响汽车尿素箱尿素品质检测的检测装置，包括均位于尿素箱内部的尿素品质传感器本体、抽吸泵以及过滤网箱，所述尿素品质传感器本体的上下端分别设置有尿素品质传感器吸气口、尿素品质传感器吸液口，所述尿素品质传感器吸液口通过吸液管与所述尿素箱内部相连通，所述尿素品质传感器吸液口处设置有电磁阀；
[0007]
所述尿素箱内部存储有尿素水溶液，所述过滤网箱设置在所述吸液管上，所述过滤网箱用于过滤尿素水溶液中的冰块和冰渣；
[0008]
所述抽吸泵位于所述尿素品质传感器本体的下方，所述抽吸泵的抽吸口通过吸气
管道与所述尿素品质传感器吸气口相连通，所述抽吸泵抽吸出的液体或气体通过所述抽吸泵的输出端排出；
[0009]
所述尿素品质传感器本体内部设置有测量尿素浓度的测量装置。
[0010]
进一步的方案是，所述过滤网箱内沿液体流向依次设置有无纺布过滤器和活性白土和硅藻土过滤器。
[0011]
进一步的方案是，所述测量装置包括超声波发射接收一体装置和反射板，所述超声波发射接收一体装置包括超声波发射模块和超声波接收模块，所述反射板设置在所述尿素品质传感器本体的底面，所述超声波发射接收一体装置位于所述反射板的上方，所述反射板的上端面设置有反射面。
[0012]
进一步的方案是，所述反射面的表面上设置有喷砂层，且所述喷砂层完全覆盖所述反射面。
[0013]
进一步的方案是，所述测量装置还包括主控制器，所述主控制器用以控制超声波发射模块产生不同频率、不同振幅的超声波，以及用以处理所述超声波接收模块接收到的超声波的频率和振幅，得到相应的超声波衰减系数，根据超声波衰减系数计算得到相应的浓度值；所的超声波发射模块包括数个将控制信号转换成激励信号的超声波发射电路和相应的超声波发射换能器，所述超声波接收模块包括数个具有滤波放大功能的超声波接收电路和相应的超声波接收换能器。
[0014]
进一步的方案是，所述尿素品质传感器本体的内部底面固定有测量直筒，所述测量直筒内设置有漂浮块，所述漂浮块可沿所述测量直筒的竖直轴向自由滑动，所述测量直筒的筒壁上设置有用于将所述测量直筒的筒壁内外导通的导通槽，所述反射板固定设置所述测量直筒的内底面，所述超声波发射接收一体装置固定设置在所述漂浮块的底端，所述超声波发射接收一体装置的信号发射方向与所述测量直筒的轴心平行。
[0015]
进一步的方案是，所述导通槽的数量设置为至少一个，所述导通槽沿所述测量直筒的底部延伸至所述测量直筒的顶部。
[0016]
进一步的方案是，所述测量直筒的顶部位于所述尿素品质传感器本体内顶面的下方。
[0017]
进一步的方案是，所述测量直筒的顶端还设置有限位件。
[0018]
进一步的方案是，所述尿素品质传感器本体通过安装销固定在安装顶座的下方，所述安装顶座上设置有呼吸口，所述呼吸口与所述抽吸泵的输出端通过管道相连通。
[0019]
本实用新型的有益效果：
[0020]
尿素品质传感器本体内部抽成真空，使与尿素品质传感器内部相连通的尿素箱中的尿素水溶液通过滤网箱过滤掉冰块和冰渣后被吸入到尿素品质传感器本体内，同时通过抽吸泵将尿素品质传感器本体内的气泡全部抽吸出去，使尿素品质传感器本体内部的尿素水溶液无气泡，再通过超声波测量装置测量尿素浓度，避免气泡和冰水混合物对尿素浓度检测产生干扰；
[0021]
通过在尿素品质传感器设置测量直筒并在测量直筒内设置漂浮块，使得漂浮块在浮力的作用下会随着测量直筒内的尿素水溶液的液面位置的变化在导向直筒内滑动，由于超声波发射模块的信号发射方向与测量直筒的轴心平行，因此，超声波发射模块发射的超声波信号始终垂直正对位于测量直筒底部的反射板的发射面，继而实现车辆处于上下坡或
倾斜路面的工况时，超声波信号途径的路径仍保持不变，使得测量结果不会出现失真或信号无法输出等情况；
[0022]
超声波发射模块和超声波接收模块实现了不同频率、不同振幅的超声波的发射及接收，主控制器能够产生多种控制信号，以及多路数据高速采集及处理，能过适应不同浓度的尿素水溶液，从而快速有效的测得尿素水溶液的浓度。
附图说明
[0023]
图1为本实用新型实施例一种防止气泡、冰水物影响汽车尿素箱尿素品质检测的检测装置的结构示意图；
[0024]
图2为本实用新型实施例中过滤网箱内部的结构示意图；
[0025]
图3为本实用新型实施例中尿素品质传感器本体倾斜时候的示意图；
[0026]
图4为本实用新型实施例中测量直筒的结构示意图；
[0027]
附图标注：1-尿素品质传感器本体；10-尿素品质传感器吸气口；11-尿素品质传感器吸液口；110-电磁阀；12-吸液管；2-抽吸泵；20-吸气管道；3-过滤网箱；30-无纺布过滤器；31-活性白土和硅藻土过滤器；4-尿素箱；50-超声波发射接收一体装置；51-反射板；510-反射面；6-测量直筒；60-漂浮块；61-导通槽；62-限位件；7-安装销；8-安装顶座。
具体实施方式
[0028]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0029]
如图1-4所示，本实用新型的一个实施例公开了一种防止气泡、冰水物影响汽车尿素箱尿素品质检测的检测装置，包括均位于尿素箱4内部的尿素品质传感器本体1、抽吸泵2以及过滤网箱3，尿素品质传感器本体1的上下端分别设置有尿素品质传感器吸气口10、尿素品质传感器吸液口11，尿素品质传感器吸液口11通过吸液管12与尿素箱4内部相连通，尿素品质传感器吸液口11处设置有电磁阀110；尿素箱4内部存储有尿素水溶液，过滤网箱3设置在吸液管12上，过滤网箱3用于过滤尿素水溶液中的冰块和冰渣；抽吸泵2位于尿素品质传感器本体1的下方，抽吸泵2的抽吸口通过吸气管道20与尿素品质传感器吸气口10相连通，抽吸泵2抽吸出的液体或气体通过抽吸泵2的输出端排出；尿素品质传感器本体1内部设置有测量尿素浓度的测量装置。
[0030]
在本实施例中，过滤网箱3内沿液体流向依次设置有无纺布过滤器30和活性白土和硅藻土过滤器31。通过无纺布过滤器30过滤掉尿素水溶液中的冰块和冰渣，活性白土和硅藻土过滤器既可以起到脱色的作用，又可以吸附尿素水溶液中的不溶物、磷酸盐类以及醛类、酮类等有机杂质。
[0031]
在本实施例中，测量装置包括超声波发射接收一体装置50和反射板51，超声波发射接收一体装置包括超声波发射模块和超声波接收模块，反射板51设置在尿素品质传感器本体1的底面，超声波发射接收一体装置50位于反射板51的上方，反射板51的上端面设置有反射面510。
[0032]
在本实施例中，反射面510的表面上设置有喷砂层，且喷砂层完全覆盖反射面510。通过设置喷砂层提高了反射面的亲水性，降低了液体中的气泡产生量，从而提高浓度检测
的准确性。
[0033]
在本实施例中，测量装置还包括主控制器，主控制器用以控制超声波发射模块产生不同频率、不同振幅的超声波，以及用以处理超声波接收模块接收到的超声波的频率和振幅，得到相应的超声波衰减系数，根据超声波衰减系数计算得到相应的浓度值；所的超声波发射模块包括数个将控制信号转换成激励信号的超声波发射电路和相应的超声波发射换能器，超声波接收模块包括数个具有滤波放大功能的超声波接收电路和相应的超声波接收换能器。超声波发射模块和超声波接收模块实现了不同频率、不同振幅的超声波的发射及接收，主控制器能够产生多种控制信号，以及多路数据高速采集及处理，能过适应不同浓度的尿素水溶液，从而快速有效的测得尿素水溶液的浓度。
[0034]
在本实施例中，尿素品质传感器本体1的内部底面固定有测量直筒6，测量直筒6内设置有漂浮块60，漂浮块60可沿测量直筒6的竖直轴向自由滑动，测量直筒6的筒壁上设置有用于将测量直筒6的筒壁内外导通的导通槽61，反射板51固定设置测量直筒6的内底面，超声波发射接收一体装置50固定设置在漂浮块60的底端，超声波发射接收一体装置50的信号发射方向与测量直筒6的轴心平行。尿素水溶液被抽入到尿素品质传感器本体1内，尿素品质传感器本体1中的尿素水溶液通过导通槽61进入测量直筒6的内部，漂浮块60在浮力的作用下会随着尿素水溶液的液面位置的变化在测量直筒6内滑动，漂浮块60只可在测量直筒6内仅可随测量直筒6内的液面上下浮动，但无法翻转或发生略微倾斜；由于超声波发射模块的信号发射方向与测量直筒的轴心平行，超声波发射模块发色的超声波信号始终垂直正对下方的反射板51的发射面，超声波信号经反射面可顺利返回超声波接收模块，即便是车辆处于上下坡或倾斜路面的工况下，超声波信号途径的路径仍保持不变，使得测量结果不会出现失真或信号无法输出等情况；
[0035]
在本实施例中，导通槽61的数量设置为至少一个，导通槽61沿测量直筒6的底部延伸至测量直筒6的顶部。可保证测量直筒内的液面与尿素品质传感器本体内的液面时刻保持一致。
[0036]
在本实施例中，测量直筒6的顶部位于尿素品质传感器本体1内顶面的下方。可使得尿素水溶液在充满尿素品质传感器本体1时产生的气泡汽包由于气密度小，会自动浮在尿素品质传感器本体1的内顶部，进一步防止气泡对超声波检测浓度的影响。
[0037]
在本实施例中，测量直筒6的顶端还设置有限位件62。防止漂浮块60由于浮力滑出测量直筒。
[0038]
在本实施例中，为了对尿素品质传感器本体1进行固定安装，尿素品质传感器本体1通过安装销7固定在安装顶座8的下方，安装顶座8上设置有呼吸口，呼吸口与抽吸泵2的输出端通过管道相连通。
[0039]
本实用新型具体工作过程为：首先电器元件通电初始化，确认工作状态正常，进入工作状态，电磁阀110通电正常工作，电磁阀110处于闭合状态。
[0040]
步骤一：尿素水溶液取样过程：
[0041]
抽吸泵2开始高频工作，持续给尿素品质传感器本体1内部抽空气，使其产生真空，然后抽吸泵2开始很低频工作，使尿素品质传感器本体1内部保持真空，再给出打开电磁阀110的指令，当汽车在寒冷地区即气温低于-11℃(标准浓度32.5％尿素水溶液的冰点为-11℃)，尿素箱4内的尿素水溶液会结成冰块，车辆在启动后会给尿素箱4进行解冻处理，该过
程会使尿素水溶液变成冰水混合物的状态。过滤网箱3可将尿素水溶液中的冰块及冰渣过滤掉，过滤后的尿素水溶液再通过吸液管12吸入尿素品质传感器本体1内，再次发出电磁阀110关闭指令，电磁阀110切断了尿素品质传感器本体1内部与尿素箱4内部的连通。抽吸泵2从低频工作转为高频工作，将尿素品质传感器本体1内的气泡全部抽吸出去，使其尿素品质传感器本体1内部的尿素水溶液无气泡。然后抽吸泵2再保持低频工作维持内部压力。
[0042]
步骤二：尿素水溶液检测品质过程
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尿素品质传感器本体1的超声波发射模块和超声波接收模块开始工作，超声波发射模块发出超声波信号，超声波信号经反射板51的反射面510反射后被超声波接收模块捕捉，通过数据的计算得到尿素箱内部尿素水溶液的浓度。同时抽吸泵2以很低的工作频率工作，保持尿素品质传感器本体1内部的压力，且检测过程保持500秒，且进行多次检测尿素品质。
[0044]
步骤三：更换需检测的尿素水溶液
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抽吸泵2反转给尿素品质传感器本体1内部加压，把尿素水溶液排出。再重复步骤一和步骤二，实现对新的尿素水溶液品质进行检测。
[0046]
步骤四：熄火排空过程
[0047]
当汽车熄火下电，抽吸泵2反转给尿素品质传感器本体1内部加压，把尿素水溶液排出，最后把电磁阀110关闭，使尿素品质传感器本体1内部处于空状态。当下次启动发动机上电会将重复上述步骤进行尿素水溶液的浓度的检测。
[0048]
最后说明的是，以上仅对本实用新型具体实施例进行详细描述说明。但本实用新型并不限制于以上描述具体实施例。本领域的技术人员对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都涵盖在本实用新型范围内。